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一、人類生存的危機 二十一世紀人類生存的危機，包括能

源、糧食、水資源、戰爭、疾病、全球暖

化等。工業革命前，人類的活動，都依靠

人力或獸力，糧食或水資源成為兵家必爭

之地；現代能源當然是個問題，美國發動

好幾次中東戰爭，背後原因也都與能源有

關，所以這三個東西如果有嚴重短缺的

話，會影響到人類的生存，即使是局部性

的，也可能會導致戰爭。

天下雜誌四月份的報導，提到全球暖

化是台灣不願面對的真相，可能不只台

灣，很多國家也都不太願意面對，它的副

標題：你今天努力辛勤工作，是為了明日

的存糧，但明日可能地球就不在了，那你

工作是否還有意義？這個問題是每個人都

可以對自己提問的，最後努力辛勤工作目

的到底為了什麼？我們不只是想養家活

口，當然還希望地球能永續生存。可是目

前全球暖化的問題變的非常嚴重，這個問

題不得不面對。在今天的講堂裡，會提到

溫室效應跟溫室氣體部份，也會談到聯合

國提出全球暖化跟畜牧業的關係；再來簡

短的談談目前的新能源，我們現在有什麼

新能源在發展和使用中；最後是如何因應

全球暖化？剛剛過半數的人都覺得這是很

重要的課題，在我們了解它的前因後果之

後，我們是不是可以從個人角度、國家社

會的角度來做減緩全球暖化的工作。

地球，目前確實有很大的危機，這個

危機就是全球暖化。我們都知道要了解身

體狀況都要去做健康檢查，身體健康的指

標有血糖，血壓，血脂等；可是對於地球

來講，健康指標有好幾個，其中有一個很

重要就是南、北極冰帽的大小，從1979

年開始，美國航太總署就開始用衛星偵

● 中央研究院物理所 周家復教授 主講

替代役 林士鈞 整理

全球氣候變遷的危機與因應

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測北極冰帽的大小，到2007年發現縮小很

多。為什麼北、南極的冰帽這麼重要？因

為它可以反射很多的陽光。我們地球有一

個23.5度的斜角繞太陽軌道公轉，這個斜

角讓北極有半年都是日照，也就是說它是

沒有晚上的；同樣的，南極也有半年日照

期。即使有這麼多的陽光照在冰層上，但

冰層可以反射大約80%的太陽能量，讓我

們的地球不會過熱；假設冰層融化掉，剩

下一片深藍色的海水，只能反射大約20%

太陽的能量，所以這多的60%就被海水吸

收，海水吸收後就讓地球溫度升高的更

快，暖化情形就越來越嚴重。

二、從數據看全球暖化 從美國航太總署網頁的冰層資料就看

到暖化問題：從1979年到2007年北極冰帽

有40%都不見了，也就是說二十幾年間，

萬年不化的冰層竟然在二十幾年間就少了

40%，表示融冰速度非常快。北極冰層的

融冰基本上是不會引起海平面上升，因為

它已經是海上的浮冰，就好像檸檬汁已經

放了冰塊，冰塊融化的時候，裡面的水還

是一樣高，但假設你沒有放冰塊，你覺得

檸檬汁不夠冰，所以加一些冰塊進去，在

加的那瞬間，檸檬汁的水就升上來，而且

是馬上瞬間就上來；陸地上的冰就像我們

加進去的冰塊，格陵蘭島或南極洲的冰，

如果融化到海裡面去或掉到海裡去，就可

以造成海平面的上升，所以科學家對於這

些非常的注意，因為它的融化或崩裂都會

引起海平面的上升。格陵蘭是世界最大的

島，它現在每年融冰的量是多少？36~60

立方英里，我們換算成公制以平均50立方

英里來算，一年是2500億噸，聽起來很

多，但到底有多少？根據我們中研院地科

所同仁的資料，全國的水庫蓄水量加起來

是二十二億噸，那就是

超過一百倍以上。南極

有沒有好一點？南極洲

西邊這一大塊，它的

冰都是在陸地上，這

個陸地上的冰如果

融化或掉到海裡面

去，就會引起海平

面上升，南極西

邊升溫非常快，

陸續有十幾個冰

架在崩裂，我們

台灣也有一個福

爾摩沙衛星(成

大控管)協助作

南極的偵測，這

是2008年2月28

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號南極西邊這塊，才隔一天這裡就有一條

淡藍色的線，到3月8號一個禮拜之後就斷

裂，它只要斷裂到水裡面，就會引起海平

面的上升。各地的冰河也是一個令人擔憂

的問題，如：北海道、阿根廷、智利的冰

湖，包括喜馬拉雅山上的冰河，也倒退的

非常快，印度、尼泊爾當地人也都非常擔

憂，因為約十億多人的飲用水都從喜馬拉

雅山的冰層供應。

三、全球暖化，造成氣候

異象 冰層融化非常快，從1979到2007年不

到三十年的時間，我們就減少40%北極海

冰，所以NASA用外插法方式推測，認為在

2012年或2013年的夏天，北極海冰可能就

會消失。他們有一個呼籲：希望大家重視

這個問題，然後趕快採取行動。海洋是很

大的碳匯，所謂碳匯就是吸收二氧化碳的

地方，溫度上升，氣體在水裡面的溶解度

就變低，就會釋出包括二氧化碳跟甲烷等

溫室氣體。剛剛提到在凍原上釋出很多的

甲烷，點個火可以煮飯燒水，這是各地發

生的現象。其實有許多人受到海平面上升

的影響，我們的邦交國，太平洋的島國-

吐瓦魯，面積大約26平方公里(跟高雄差

不多大)，但是因為他們全國最高海平面

只有五公尺，海水的上升從1993年到現在

已經上升7~8公分，預估十年內在漲潮的

時候可能都會被海水淹沒，已經有四分之

一的國民移到紐西蘭去，他們也正在跟紐

西蘭談可不可以買一些土地作遷國之用；

印度洋有一個馬爾地夫島，潛水夫的天

堂，馬爾地夫當選的總統上臺第一件事不

只拼觀光，還要為他們的國人物色新土

地，他們知道全球暖化造成海平面上升對

他們是致命傷。

暖化的危機在各地都有，台灣民眾可

能覺得全球暖化是遙遠的事情，反正發生

都是別人家的事，如：美國的卡崔娜颶

風、緬甸風災、其他地方的淹水，結果

到今年莫拉克颱風，氣候變遷跟全球暖化

已經到我們家裡面來了，這不再是別人

家的事情。我們中研院的同仁指出這次的

八八水災跟全球暖化有直接的關係，在台

灣還沒有深刻的意識，全球暖化破壞了地

球的熱能，導致氣候條件變得非常極端、

狂野，莫拉克風災是個很好的範例，下面

這些圖都是國外的災難，好像離我們很遙

遠，其實我們現在也有照片可以給別人作

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參考，回顧一下這些不是很好的回憶，莫

拉克是五十年來最嚴重的一次水災，包

括：台南、嘉義、屏東、高雄都有，我們

30%的國土就泡在水裡面；本來石門水庫

要限水，兩天內突然從旱災變成水災。商

業週刊8月17號有個專訪，台灣五十年最

慘重的水災：國土之殤，這包括很多的問

題，如：超抽地下水，鈔票換來鬆散的土

質和下降的地層，我們是不是只能怪大自

然，還是我們自己也需要負一些責任？提

到百年台灣耗盡千年資源，我們是不是要

把生存的空間留下一點點，不要趕盡殺

絕，不要把所有的資源用到一滴不剩。這

個問題已經發生在我們家園，而且很嚴

重，我們要看看我們到底怎麼對待我們的

家園，包括：生活習慣、資源使用，從個

人到政府都要做一些考量，我們這次風災

水災也變成各國研究氣候變遷的重要案

例。

四、暖化的成因 暖化的成因是怎樣？太陽光的能量都

來自於太陽，太陽光照射到地面之後，被

地表吸收熱量之後，以紅外線的形態，經

對流的方式散出去，地面溫度會熱起來但

不會上升很高，假使我們蓋一個溫室阻止

它的對流，對流被阻止之後，溫度就開始

提升而且會到很高，若在戶外停車後，走

進車子裡會覺得非常熱，就像在溫室裡

面，因為裡面有溫室氣體且熱對流被阻

止，太陽照射之後溫度一直上升，所以溫

室效應每個人都有經驗。地球也是一樣，

把範圍再放大一點，地球表面有一層很薄

的大氣層，裡頭有一些溫室氣體會吸熱，

這些熱一部份就以輻射的方式到外太空

去，但有一部份會被保留。溫室氣體是很

重要，沒有溫室氣體、溫室效應，你我都

不會在這裡，包括其他生物也一樣，因為

會太冷，但是太多了也不行，尤其是短時

間內增加非常的快，大部分的生物都無法

適應。

南極以冰柱做分析，目前是分析到

六十五萬年(2007年)，六十五萬年大約有

五次的冰河時期，一次冰河時期平均大

概是十二萬年，冰河時期來來去去我們得

知，六十五萬年溫室氣體的最高點與最低

點都沒有大幅度的改變。但近代這一、兩

百年就好像坐火箭、沖天炮一般，升得太

快，遠超過自然的變化值，聯合國IPCC

這份報告告訴我們，這兩百年來溫室氣

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體的變化，真的是我們人類活動造成。

一百五十年全球平均溫度上升了快1℃，

事實上有一半都是最近二十五年來的貢

獻，也許有人會覺得1℃沒什麼了不起，

早上來上班，中午出去吃個飯就差了好幾

度，可是地球表面積很大，平均溫度上升

1℃要吸收非常多太陽能量，地球的調溫

跟我們身體是一模一樣，體溫的調解是很

靈敏的，升高1℃可能身體出現毛病、升

高2℃是絕對發高燒，地球也是一樣，升

高一度是一件大事情。這一張是全球平均

溫度從1885年到2007年的分布圖，十九

世紀末葉，阿拉斯加北邊加熱很快，比

平均溫度高2℃；到了2007年北極圈幾乎

是一片紅，那台灣怎麼樣呢？台灣也不落

人後，台灣瘋狂發燒，我們一百年來平均

溫度就上升了1.3℃，比日本、中國都更

高；單就台北而言更高，上升將近2℃，

這是百年來台北市的溫度趨勢圖，一百年

來，台北平均升高將近1.5℃，超過全球

的一倍，以最近三十年的升溫趨勢來說，

未來一百年至少會升高3.6℃，這是非常

高的，因為一般科學家認為2℃大概就是

臨界點，如果我們在比工業革命前升高了

2℃，全球暖化的情況就無法挽回了，不

管做什麼事都無法改變。

全球升溫之後還有什麼問題？有一個

不定時炸彈。在西伯利亞永凍土內，包括

北極圈、阿拉斯加的永凍土，有四千億到

三兆噸的甲烷埋藏在永凍土，永凍土解凍

的話，甲烷就會釋放出來，它的暖化效能

是二氧化碳的七十二倍，所以如果大量的

釋放暖化就會失控，升溫很快就會到2℃，

不知道會有多快，所以很多科學家在研

究，這是2008年Nature(自然)－世界非常

權威的科學雜誌做的一個報告。不管是甲

烷的大量釋放或是其他氣體，這個氣體在

剛前面影片有提到。兩億五千萬年前，地

質上也發生一次物種大滅絕，這當然是很

多人研究的興趣，想了解它怎麼發生，這

一篇Science（與Nature齊名的權威刊物）

2005年的研究報告，兩億五千萬年前90%的

海洋生物、75%的陸地生物都滅絕，是什麼

東西殺死這些生物，這個研究說應該是硫

化氫，硫化氫經過暖化之後釋放出來的毒

殺。

五、畜牧業所帶來的資源

危機 我們世界上是怎麼使用水資源？以美國

來看，全美國80%的淡水資源，都是用來

種植牲畜需要的飼料，平均一磅牛肉需要

兩千五百加侖(將近一萬公升)的水，生產

一磅的全麥麵包只需要一百三十九加侖的

水，這樣使用水的方式是非常不經濟的。

大家聽過雨林砍伐、生態破壞，雨林的砍

伐多是因為需要變成牧場，要種植更多的

飼料、養更多的牛羊來滿足我們人類的口

腹與需求。他們計算的結果是在美國消費

一個麥當勞漢堡，會有六平方公尺的雨林

要被夷為平地；我們台灣吃麥當勞漢堡還

要進口，遠渡重洋過來可能還不只這個數

據。而對於生物的多樣性的影響，及雨林

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砍伐後重新釋放出來的二氧化碳對暖化更

是一個負擔。

能源的問題，我們如何利用能源？芝

加哥大學的研究報告計算的結果是，生產

牛肉所用掉的石化能源是生產提供等值熱

量(三百三十卡計)的蔬菜穀物的十六倍；

二氧化碳排放的部份則是二十四倍。肉品

生產對於能源的使用上也同樣非常不經

濟，最後的結論，蔬食習慣者即使開悍馬

或運動休旅車上班，都比肉食習慣者騎腳

踏車上班還要來得環保。

再看糧食部份，糧食我們如何使用、

到底夠不夠？全美國生產的穀類70%都用

在畜牧業上，全世界生產的穀類有三分之

一也是用在畜牧業，所以我們有這些都沒

有給人類吃，而是餵給牛、羊、豬、雞、

鴨等等吃。所以我們的糧食是真的不夠，

還是我們都用到別的地方去了？因為我

們這樣的糧食使用方式，聯合國的數字有

十億人口都在饑餓、營養不良的邊緣，平

均每天有兩萬四千多名的孩童餓死，這些

數字真的讓人難過。

六、減緩全球暖化之道 我們要如何減緩或遏止全球暖化？使

用新能源或綠色能源是重要的方式之一，

因為綠色能源是不產生二氧化碳的，包括

風力、地熱或熱泉(溫泉熱)、潮汐、太陽

能。我們中研院奈米研究團隊有兩個很大

的團隊，在新能源方面研究太陽能電池跟

燃料電池，但每次進度報告都發現，困難

度很高，全世界很多的政府投入大量金錢

還 是 有 很

多重大問題尚未解

決，許多細節跟材料問題都

很難處理。新能源簡單的分列：水力

發電、生質燃料、集熱式太陽能、風力發

電，當然比較熟知的是太陽能光電板，放

屋頂上的那種，那其實是非常小的比例，

因為造價昂貴，且製造過程也是高污染；

水力發電或風力發電，平均一度電大約是

美金五分左右，太陽能光電板要二十五

分；燒煤呢？也是一度大概五分左右，我

們政府排碳量會如此高的原因，跟我們的

發電方式很有關係，因為我們主要80%都

是火力發電，全世界前十名的火力發電，

第一名跟第六名都在我們臺灣，第一名在

台中、第六名在雲林、第二十一名就在高

雄，我們是一個冒黑煙冒很嚴重的國家。

我們要靠新能源目前的技術可能還不夠，

但是暖化速度這麼快怎麼辦？所以我們要

為自己爭取時間，做一些事情減緩暖化，

讓這些新能源有發展的時間，

聯合國的呼籲，諾貝爾和平獎IPCC小

組主席帕喬里博士，2008年提出三項呼

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籲：不吃肉、騎單車、少消費，就可以協

助遏止全球暖化。我們政府也在做節能減

碳的工作，工業局今年減碳目標是十五萬

公噸，要跟三百多家廠商輔導；林務局今

年要發一百萬棵的樹苗讓大家種樹；環保

署一人一日一公斤減碳生活，最簡單的方

式之一就是多吃蔬食少吃肉，體內體外做

環保，一天一餐就可以減碳七百八十克，

如果你三餐都改吃蔬食就可以減碳2.3公

斤；瑞典也做了自己的研究，發現到每天

所攝取的食物，才是二氧化碳排放最大

的來源，所以他們鼓勵多吃當季的蔬果、

降低對肉類的攝取、多吃豆類食品，因為

肉類跟海鮮食品在製造跟運輸過程都使用

大量的石化燃料，台灣也有一些環保團體

推廣周一無肉日，其實一個禮拜做一天就

很有效，我們看看多有效？一公斤的牛肉

要排放三十六公斤的碳，一年因為肉食飲

食會產生一千五百公斤的碳；一般蔬食飲

食一年所產生的碳是四百三十公斤，以先

進國家來算平均每人肉類消費量一天是

二百三十克，一天改吃蔬食的話就可以減

碳三公斤，所以全台民眾只要三天蔬食就

可以減碳20.7萬公噸，只要全台民眾合作

一下，三天就可以超過工業局的目標，所

以我們不要小看每一個人，大家響應周一

無肉每年可以減少359萬噸二氧化碳排放

量。

消耗一百克的牛肉要多少棵樹來吸收

一天二氧化碳的排放量？要一百多棵，一

頓牛排餐要五百多棵，所以如果算一下農

業局所發的樹苗長成大樹以後，只能夠全

台消費多少份牛排，真的不多，只有兩千

多份。我們飲食對於環境有很大的影響，

也是很大的負擔，要遏止全球暖化需要做

很多事情，其中很重要的區塊是減少肉

食、不吃肉，大家可以響應一個禮拜一

天或兩天都很有幫助。我們政府去年環境

日也公佈節能減碳的十大宣言，印製環保

小卡可以免費向環保署索取，裡面有說明

做哪些事情可以減碳多少、十大宣言也都

在裡面。國內的機關學校也開始體會到節

能減碳的重要性，如新竹市九個國小有一

萬多的學生，他們只是每個月兩餐或一餐

的蔬食，一個月就可以減碳兩萬六千多公

斤，是林務局的一百七十七萬棵樹可以吸

收二氧化碳的排量，可見蔬食減碳的效力

之大。另外，人類不管在文學或科學上所

謂的導師們，他們也都理解到蔬食的生活

習慣對人類的環境是非常有幫助的，愛因

斯坦說「沒有什麼比蔬食更能改善人的健

康和增加人在地球上的生存機會了。」最

後，希望留給我們下一代，一個真正美麗

適合居住的星球，靠我自己的努力是不夠

的，真的需要大家共襄盛舉，發揮大家的

力量，像歐巴馬說的：“YES,WE CAN”。

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